Seleksi alam adalah teori yang awalnya dipopulerkan oleh Charles Darwin. Menurut teori ini, hewan di lingkungan alam berubah dari waktu ke waktu karena sifat-sifat yang menguntungkan dipertahankan, dan sifat-sifat yang tidak memajukan spesies secara perlahan disingkirkan. Orang terkadang mengacaukan teori ini dengan evolusi; sebenarnya, ini hanyalah salah satu komponen dari sintesis evolusioner modern yang menjelaskan bagaimana spesies berevolusi dan berubah seiring waktu.
Menurut teori Darwin, yang diterbitkan pada tahun 1859 di The Origin of Species, mengingat populasi hewan apa pun, berbagai macam sifat mungkin ada. Jika seekor hewan mengembangkan suatu sifat yang membantunya untuk bertahan hidup, kemungkinan besar ia akan mewariskan sifat itu kepada generasi mendatang, yang pada akhirnya mengakibatkan munculnya sifat itu secara luas saat generasi berikutnya berkembang biak. Ini berpotensi menghasilkan munculnya spesies yang sama sekali baru dari waktu ke waktu.
Salah satu contoh klasik seleksi alam adalah ngengat yang dibumbui di Inggris. Ketika Revolusi Industri terjadi, sejumlah besar batu bara dan partikulat lainnya masuk ke udara, membuat pepohonan di sekitar beberapa pabrik menjadi hitam. Ngengat lada putih menonjol dengan jelas di batang pohon, menjadikannya sasaran empuk burung, sementara ngengat yang lebih gelap dapat tetap tersembunyi, mewariskan gen untuk warna gelap ke generasi mendatang karena mereka hidup cukup lama untuk berkembang biak. Akhirnya, populasi menjadi gelap, dan proses ini terbalik ketika Inggris mulai menerapkan standar udara bersih, mengurangi polusi dan membiarkan pepohonan kembali ke rona alami yang disukai ngengat pucat.
Darwin membandingkan seleksi alam dengan seleksi buatan yang ditunjukkan oleh manusia ketika mereka membiakkan tumbuhan dan hewan untuk sifat-sifat yang bermanfaat. Meskipun Darwin tidak memahami genetika, ia tahu bahwa orang-orang seperti peternak kuda mampu memunculkan sifat-sifat terbaik dalam generasi hewan yang berurutan, dan bahwa proses serupa pasti terjadi di alam.
Salah satu masalah utama dengan seleksi alam sebagai teori yang berdiri sendiri adalah bahwa hal itu akan menyiratkan bahwa spesies harus menjadi homogen dari waktu ke waktu karena hewan dengan sifat positif mendominasi kumpulan gen. Seperti yang ditunjukkan oleh keragaman yang sangat besar di sebagian besar spesies, ini tidak terjadi, karena hal-hal seperti penyimpangan genetik dan mutasi spontan, yang memastikan bahwa kumpulan gen tidak menjadi terlalu sederhana.
Sementara teori Darwin saja tidak cukup untuk menjelaskan proses evolusi, teori itu meletakkan dasar, dan para ilmuwan abad ke-20 membangunnya pada tahun 1930-an untuk menghasilkan serangkaian teori pewarisan yang saling berhubungan yang lebih lengkap. Seleksi alam dapat dilihat bekerja pada berbagai tingkatan, dari perkembangan bakteri resisten antibiotik hingga variasi warna pada bunga yang hidup di lingkungan yang berbeda.